Linux API. Исчерпывающее руководство

В целом приложения должны блокировать как можно меньший диапазон байтов. Это улучшает параллельную работу других процессов, одновременно пытающихся заблокировать разные участки одного и того же файла.

Понятие минимального диапазона в отдельных ситуациях необходимо уточнять. Блокировка записей в сочетании с вызовами mmap() может привести к нежелательным последствиям в сетевых файловых системах, таких как NFS и CIFS. Дело в том, что mmap() отображает файлы постранично. Если файловая блокировка выровнена по странице, то никаких проблем не возникает, так как она покроет собой весь участок, соответствующий «грязной» странице. В противном же случае возникает состояние гонки: при изменении любой части отображенной страницы ядро может выполнить запись на участок, не покрытый блокировкой.

Передача аргументу l_len значения 0 будет сигнализировать о том, что нужно заблокировать все байты, начиная с позиции, заданной с помощью l_start и l_whence, и до конца файла, независимо от того, насколько он вырастет. Это удобно в тех случаях, когда мы не знаем наперед, сколько байтов будет добавлено к файлу. Чтобы заблокировать весь файл целиком, аргументу l_whence можно передать значение SEEK_SET, а аргументам l_start и l_len присвоить 0.

51.3.2. Аргумент cmd

При работе с блокировками файлов аргументу cmd вызова fcntl() можно передать три разных значения. Первые два из них задействуют для установки и снятия блокировок.

• F_SETLK — устанавливает (поле l_type равно F_RDLCK или F_WRLCK) или снимает (поле l_type равно F_UNLCK) блокировку для байтов, заданных с помощью flockstr. Если другой процесс удерживает несовместимую блокировку для любой части заданного участка, то вызов fcntl() завершается ошибкой EAGAIN. В некоторых реализациях UNIX в такой ситуации используется ошибка EACCES. Оба варианта допускаются стандартом SUSv3, поэтому портируемые приложения должны проверять оба значения.

• F_SETLKW — делает то же самое, что и F_SETLK, но при удержании другим процессом несовместимой блокировки для любой части заданного участка вызов блокируется, пока блокировка не будет установлена. Если мы обрабатываем сигналы и не указали при этом флаг SA_RESTART (см. раздел 21.5), то операция F_SETLKW может быть прервана (что приведет к ее завершению с ошибкой EINTR). Данным обстоятельством можно воспользоваться, установив время ожидания для запроса блокировки с помощью вызова alarm() или setitimer().

Стоит отметить: вызов fcntl() блокирует либо весь заданный участок целиком, либо ничего. Он не станет блокировать только те байты, которые доступны на текущий момент.

Оставшаяся операция вызова fcntl() используется для определения того, можно ли заблокировать заданный участок:

• F_GETLK — проверяет вероятность установки блокировки, заданной с помощью структуры flockstr, но этим и ограничивается. Поле l_type должно быть равно F_RDLCK или F_WRLCK. По завершении вызова структура flockstr содержит конечный результат — информацию о том, можно или нельзя установить данную блокировку. Если она возможна (то есть на заданном участке нет несовместимых блокировок), то полю l_type присваивается значение F_UNLCK, а остальные поля не меняются. При обнаружении на участке файла одной или нескольких несовместимых блокировок структура flockstr будет содержать сведения только об одной из них (о какой именно — предсказать невозможно), включая ее тип (l_type), диапазон байтов (l_start и l_len; поле l_whence всегда равно SEEK_SET) и идентификатор процесса, который удерживает блокировку (l_pid).

Обратите внимание: использование значения F_GETLK в сочетании с последующей операцией F_SETLK или F_SETLKW может привести к состоянию гонки. На момент выполнения второго вызова данные, возвращенные операцией F_GETLK, могут быть неактуальными. Поэтому значение F_GETLK не такое полезное, каким кажется на первый взгляд. Даже если эта операция сигнализирует о возможности установки блокировки, то все равно нужно быть готовыми к тому, что операция F_SETLK или F_SETLKW вернет ошибку.

Библиотека GNU языка C предоставляет собственную реализацию функции lockf(), которая является всего лишь упрощенным интерфейсом к вызову fcntl() (стандарт SUSv3 описывает функцию lockf(), но не уточняет, как она соотносится с fcntl(); однако в большинстве UNIX-систем функция lockf() реализована поверх fcntl()). Вызов вида lockf(fd, operation, size) аналогичен вызову fcntl(), в котором поля l_whence, l_start и l_len равны соответственно SEEK_CUR, 0 и size; то есть функция lockf() блокирует последовательность байтов, начиная с текущего сдвига в файле. Аргумент operation функции lockf() аналогичен аргументу cmd вызова fcntl(), хотя для установки, снятия и проверки наличия блокировок используются другие константы. Функция lockf() устанавливает только эксклюзивные блокировки (позволяющие запись). Больше подробностей см. на странице lockf(3) руководства.

51.3.3. Подробности об установке и снятии блокировок